智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)產(chǎn)品解決方案主題政策背景1解決方案23應(yīng)用場(chǎng)景4商務(wù)模式1.1物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)規(guī)模：截止到2018年我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)1.36萬(wàn)億元，預(yù)測(cè)到2020年規(guī)模將超過(guò)2萬(wàn)億元，2014-2018年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)24.7%。市場(chǎng)前景廣闊。

平臺(tái)需求：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，大量設(shè)備連接入網(wǎng)，傳統(tǒng)通道式應(yīng)用遭遇瓶頸，平臺(tái)使能的重要性逐漸凸顯。因此，平臺(tái)服務(wù)是海量連接的生態(tài)聚合點(diǎn)，也成為各方爭(zhēng)奪的重點(diǎn)。使能平臺(tái)的建設(shè)將為各個(gè)行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供前所未有的機(jī)遇。引入平臺(tái)后傳統(tǒng)應(yīng)用1.2畜牧行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀改革開(kāi)放至今近40年，中國(guó)畜牧行業(yè)得到飛速發(fā)展，畜牧業(yè)作為我國(guó)重要的產(chǎn)業(yè)組成部分，2013年以來(lái)其產(chǎn)值規(guī)模不斷走高。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013年我國(guó)畜牧業(yè)總產(chǎn)值為28436億元，2016年達(dá)到31703億元，首次突破3萬(wàn)億元，改年漲幅也達(dá)到了近年來(lái)的最大值6.46%。由于2017年農(nóng)業(yè)部畜牧業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)并未公布，但從畜牧業(yè)2017年的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，預(yù)計(jì)2017年全年我國(guó)畜牧業(yè)產(chǎn)值規(guī)模仍進(jìn)一步增長(zhǎng)至32376億元，漲幅將會(huì)比2016年有所下降，至2.12%左右。2013-2017年中國(guó)畜牧業(yè)產(chǎn)值規(guī)模變化趨勢(shì)圖（單位：億元，%）1.3物聯(lián)網(wǎng)在畜牧行業(yè)的應(yīng)用通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)牧場(chǎng)的環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控，使管理者實(shí)時(shí)了解牲畜的生長(zhǎng)環(huán)境和生長(zhǎng)情況信息；通過(guò)對(duì)牛羊佩戴耳標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)每頭牲畜的自動(dòng)化管理，節(jié)省人工成本投入，提高生產(chǎn)效率；通過(guò)對(duì)牛羊佩戴定位項(xiàng)圈，放牧?xí)r了解牲畜的位置信息，防止丟失造成經(jīng)濟(jì)損失；通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)牲畜的行為進(jìn)行分析，可預(yù)測(cè)牲畜是否生病，進(jìn)行有效的預(yù)防，防止疾病大規(guī)模產(chǎn)生及蔓延；通過(guò)對(duì)奶牛佩戴發(fā)情項(xiàng)圈，能夠監(jiān)測(cè)奶牛的發(fā)情狀況，降低奶?？諔烟鞌?shù)、提高奶牛妊娠率、可有效提高牧場(chǎng)效益、迅速擴(kuò)大牛群規(guī)模、節(jié)約凍精消耗，保障牧場(chǎng)效益。實(shí)現(xiàn)牧場(chǎng)精細(xì)化管理保證牲畜及時(shí)繁殖實(shí)現(xiàn)預(yù)防疾病實(shí)現(xiàn)對(duì)肉品、乳品生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售各環(huán)節(jié)有效的監(jiān)管手段，保證食品質(zhì)量及源頭追溯；食品質(zhì)量及追溯-6-1.4物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策國(guó)家層面政策各地方政府政策工信部2017年11月《工業(yè)和信息化部關(guān)于第五代某著名企業(yè)通信系統(tǒng)使用3300－3600MHz和4800－5000MHz頻段相關(guān)事宜的通知》工信部2017年6月《工信部印發(fā)《關(guān)于全面推進(jìn)某著名企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)發(fā)展的通知》工信部2017年1月《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》國(guó)務(wù)院2016年12月《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》國(guó)務(wù)院2016年11月《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》國(guó)務(wù)院2016年7月《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》發(fā)改委2016年5月《2016年停車(chē)場(chǎng)建設(shè)工作要點(diǎn)的通知(發(fā)改辦基礎(chǔ)〔2016〕718號(hào)》發(fā)改委2013年11月《2014-2016年國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)重大應(yīng)用示范工程區(qū)域試點(diǎn)工作的通知》國(guó)務(wù)院2013年9月《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》國(guó)務(wù)院2013年3月《國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長(zhǎng)期規(guī)劃(2012—2030年)》杭州2016年9月《杭州市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》無(wú)錫2012年8月《無(wú)錫國(guó)家傳感器創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要（2012-2020）》重慶2014年12月《重慶市加快物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》寧波2015年6月《寧波市人民政府關(guān)于加快發(fā)展智能裝備產(chǎn)業(yè)的實(shí)時(shí)意見(jiàn)》北京2012年3月《智慧北京行動(dòng)綱要》2015年12月《（中國(guó)制造2025）北京行動(dòng)剛要》2016年1月《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的實(shí)施意見(jiàn)》上海2016年2月《上海市推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)實(shí)施意見(jiàn)》廣州2012年9月《關(guān)于建設(shè)智慧廣州的實(shí)時(shí)意見(jiàn)》深圳2016年8月《深圳市信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃》主題政策背景1解決方案23應(yīng)用場(chǎng)景及4商務(wù)模式通過(guò)前端耳標(biāo)、項(xiàng)圈等設(shè)備統(tǒng)一將物聯(lián)網(wǎng)感知層采集的數(shù)據(jù)通過(guò)多種網(wǎng)絡(luò)形式上傳至畜牧物聯(lián)網(wǎng)使能平臺(tái)，對(duì)上層畜牧業(yè)門(mén)戶應(yīng)用提供直接穩(wěn)定的數(shù)據(jù)支撐及能力開(kāi)放；包括牧棚物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控監(jiān)測(cè)、發(fā)情監(jiān)測(cè)、養(yǎng)殖管理、食品溯源等；并提供建設(shè)咨詢、項(xiàng)目實(shí)施、平臺(tái)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等傳統(tǒng)系統(tǒng)集成服務(wù)。集成服務(wù)采集器門(mén)戶應(yīng)用x傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)傳輸信息采集API接口3G/4G/固網(wǎng)畜牧物聯(lián)網(wǎng)使能平臺(tái)傳感器信息采集接口監(jiān)控設(shè)備管理聯(lián)動(dòng)控制M2M網(wǎng)絡(luò)NB-IoT視頻監(jiān)控視頻平臺(tái)數(shù)據(jù)分析發(fā)情監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖管理食品溯源建設(shè)咨詢平臺(tái)維護(hù)行為分析網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化項(xiàng)目實(shí)施數(shù)據(jù)服務(wù)M2M網(wǎng)絡(luò)NB-IoT牧場(chǎng)監(jiān)測(cè)2.1智慧畜牧業(yè)全景解決方案平臺(tái)對(duì)接不同廠商的硬件設(shè)備、通信協(xié)議，為不同畜牧養(yǎng)殖業(yè)務(wù)類型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接入方案，極大降低了終端接入的難度和成本。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與傳統(tǒng)的應(yīng)用平臺(tái)相比，具有底層終端類型繁多、數(shù)量龐大、行業(yè)應(yīng)用復(fù)雜的特點(diǎn)，終端數(shù)量規(guī)模為百萬(wàn)級(jí)甚至更高。物聯(lián)網(wǎng)使能平臺(tái)采集、處理、分析大量數(shù)據(jù)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高時(shí)效調(diào)度與處理，并保證數(shù)據(jù)的安全性、一致性。對(duì)不同種類的終端及海量數(shù)據(jù)集中管理，并提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享和交換功能，通過(guò)平臺(tái)連接各種業(yè)務(wù)相關(guān)的異構(gòu)系統(tǒng)、應(yīng)用以及數(shù)據(jù)源，滿足系統(tǒng)之間無(wú)縫共享和交換數(shù)據(jù)。解決了應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的信息孤島問(wèn)題，數(shù)據(jù)平臺(tái)的統(tǒng)一性讓大數(shù)據(jù)分析成為可能。提供畜牧養(yǎng)殖多場(chǎng)景的應(yīng)用平臺(tái)環(huán)境支撐，包括環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、養(yǎng)殖管理系統(tǒng)、某著名企業(yè)定位系統(tǒng)、發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、食品溯源系統(tǒng)等。提供統(tǒng)一的終端接入提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)運(yùn)行平臺(tái)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)交換提供多場(chǎng)景應(yīng)用平臺(tái)環(huán)境支撐2.2智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能應(yīng)用平臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)模組終端（耳標(biāo)、項(xiàng)圈、視頻攝像頭等）網(wǎng)絡(luò)接入某著名企業(yè)蜂窩網(wǎng)GSM/WCDMA/LTE低功耗廣覆蓋網(wǎng)NB-IoT/LORA其他非蜂窩接入Fiber/WiFi/ZigBee連接管理平臺(tái)蜂窩（遠(yuǎn)距）網(wǎng)絡(luò)連接管理非蜂窩（固網(wǎng)、短距）網(wǎng)絡(luò)連接管理業(yè)務(wù)使能平臺(tái)應(yīng)用使能通用使能養(yǎng)殖信息數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)清洗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)翻譯規(guī)則元數(shù)據(jù)管理物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)安全應(yīng)用安全安全行為智能分析數(shù)據(jù)安全云平臺(tái)安全網(wǎng)絡(luò)傳輸安全感知設(shè)備安全發(fā)情信息位置信息環(huán)境信息身體狀態(tài)信息…

…環(huán)境設(shè)備監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)自動(dòng)定位系統(tǒng)發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)養(yǎng)殖管理系統(tǒng)設(shè)備管理數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包解析設(shè)備接入服務(wù)采集事件管理實(shí)時(shí)內(nèi)存管理應(yīng)用管理系統(tǒng)管理設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫(kù)管理APIAPIAPIAPI2.3平臺(tái)總體架構(gòu)安全管理運(yùn)維監(jiān)控服務(wù)層應(yīng)用層ZuulAPI網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)MySQL集群全量信息庫(kù)--MongoDB集群高并發(fā)、實(shí)時(shí)性高數(shù)據(jù)--Redis數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層數(shù)據(jù)源傳感器1傳感器2傳感器n…COAPEurekaServer服務(wù)注冊(cè)html5微服務(wù)數(shù)據(jù)通信FeignVuejavascriptcssRibbion負(fù)載均衡微服務(wù)1微服務(wù)2微服務(wù)3SpringBoot微服務(wù)群使用的技術(shù)：UDPhttp/post2.4平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)2.5平臺(tái)安全架構(gòu)處理應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)傳輸層感知設(shè)備層云平臺(tái)安全平臺(tái)鑒權(quán)虛擬化計(jì)算資源/網(wǎng)絡(luò)資源/存儲(chǔ)資源安全物聯(lián)網(wǎng)秘鑰管理網(wǎng)絡(luò)傳輸安全傳輸協(xié)議安全和加密傳輸數(shù)據(jù)傳輸安全選擇成熟可靠的通信協(xié)議，并應(yīng)用最佳實(shí)踐運(yùn)營(yíng)商VPDN數(shù)據(jù)鏈路保護(hù)感知設(shè)備安全感知設(shè)備安全TEA算法加密自組VPN解決方案TLS安全傳輸IoT可信運(yùn)行環(huán)境設(shè)備端采用TEA算法加密，加密數(shù)據(jù)塊為8字節(jié)，秘鑰塊為16字節(jié)，對(duì)于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不滿8位或者不是8位整數(shù)倍時(shí)，采用隨機(jī)數(shù)進(jìn)行填充。采用標(biāo)準(zhǔn)的UDP/CoAP協(xié)議，傳輸層安全由運(yùn)營(yíng)商保障；私有云可采用VPDN、專線的方式保障傳輸安全；基礎(chǔ)設(shè)施安全公有云（由公有云保障）私有云（自建防火墻等設(shè)備）數(shù)據(jù)接入鑒權(quán)、數(shù)據(jù)加密等技術(shù)保障數(shù)據(jù)的安全性數(shù)據(jù)加密2.6產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)前端采用Vue.js可實(shí)現(xiàn)前后端分離，Vue.js是一套輕巧、高性能、可組件化的MVVM庫(kù)，是一套構(gòu)建用戶界面的漸進(jìn)式框架。前端可快速迭代，快速響應(yīng)接入平臺(tái)租戶的前端頁(yè)面的各種定制需求。SpringCloud/SpringBoot：系統(tǒng)采用微服務(wù)架構(gòu)采用單體式編碼方式很難實(shí)現(xiàn)的功能提供了模塊化的解決方案，單個(gè)服務(wù)很容、理解和維護(hù)。

1、服務(wù)靈活、，可根據(jù)接入設(shè)備數(shù)量平滑擴(kuò)展服務(wù)數(shù)量。2、微服務(wù)架構(gòu)模式每個(gè)微服務(wù)獨(dú)立、業(yè)務(wù)簡(jiǎn)單，碼重構(gòu)和功能的持續(xù)升級(jí)。系統(tǒng)采用分庫(kù)分表技術(shù)--內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)radis、MongoDB及MySQL，提高數(shù)據(jù)吞吐能力及數(shù)據(jù)處理速度。系統(tǒng)采用Kafka消息中間件，kafka可有效提升物聯(lián)數(shù)據(jù)采集的吞吐量，通過(guò)集群以及緩存技術(shù)，可有效保證采集數(shù)據(jù)的低延遲和高吞吐量。2.7部署形態(tài)[1]–--私有化部署平臺(tái)支持政府及大型企業(yè)用戶的定制化開(kāi)發(fā)及私有化部署（平臺(tái)相對(duì)于阿里、華為、基本粒子、某著名企業(yè)等廠商的優(yōu)勢(shì)）。部署方式如圖所示：2.7部署形態(tài)[2]–--共有化部署平臺(tái)支持公有化的部署形式，可部署至沃云、阿里云、華為云、騰訊云等共有云平臺(tái)上，對(duì)外提供服務(wù)；部署方式如圖所示：ECS存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控、日志數(shù)據(jù)庫(kù)公有云部署容器服務(wù)Kubernetes行業(yè)應(yīng)用精細(xì)化管理平臺(tái)Web應(yīng)用防火墻公眾用戶InternetInternetInternet專網(wǎng)VPC彈性伸縮負(fù)載均衡云監(jiān)控2.8產(chǎn)品私有化部署要求需求名稱服務(wù)器名稱數(shù)量VCPU內(nèi)存(GB)硬盤(pán)服務(wù)器需求數(shù)據(jù)采集服務(wù)器2816520數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器2816520系統(tǒng)管理服務(wù)器148520應(yīng)用使能服務(wù)器148520對(duì)外接口服務(wù)器148520合計(jì)744883640網(wǎng)絡(luò)需求具有20M帶寬的固定ip，公網(wǎng)ip或可映射到公網(wǎng)安全需求等保二級(jí)和等保三級(jí)，根據(jù)用戶需求而定平臺(tái)支持虛擬化和容器化部署環(huán)境；各省份或用戶如想私有化部署平臺(tái)，最小化部署需求如下：主題政策背景1解決方案23應(yīng)用場(chǎng)景4商務(wù)模式4.1牧場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控監(jiān)測(cè)光照 風(fēng)機(jī)濕度飼料添加固網(wǎng)或xM2M傳輸采集器、控制器、網(wǎng)關(guān)智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)采集節(jié)點(diǎn)聯(lián)動(dòng)控制固網(wǎng)或xM2M傳輸視頻節(jié)點(diǎn)視頻節(jié)點(diǎn)采集圈內(nèi)實(shí)時(shí)視頻信息；采集節(jié)點(diǎn)采集圈內(nèi)的空氣、光照、CO2濃度、硫化物、氨氣等數(shù)據(jù)上傳至物聯(lián)網(wǎng)使能平臺(tái)，平臺(tái)可對(duì)數(shù)據(jù)分析并對(duì)后端設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，包括自動(dòng)開(kāi)啟/關(guān)閉補(bǔ)光燈、風(fēng)機(jī)、自動(dòng)加濕、自動(dòng)添加水及飼料等。對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境、水質(zhì)、畜禽類生長(zhǎng)狀況等進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理、達(dá)到省時(shí)省力、增產(chǎn)增收的目標(biāo)。同時(shí)，在智慧畜牧業(yè)可實(shí)現(xiàn)牛羊放牧的自動(dòng)定位、牛羊肉等等食品的溯源等功能。4.2養(yǎng)殖管理系統(tǒng)牧場(chǎng)基礎(chǔ)信息（牛舍、設(shè)備等管理、視頻監(jiān)控設(shè)備）；牧場(chǎng)管理為牛只佩戴耳標(biāo)、項(xiàng)圈等設(shè)備，建立檔案，記錄牛的出生、生長(zhǎng)、用藥、發(fā)情等信息；牛只管理為養(yǎng)殖人員建立檔案，記錄人員信息；人員管理通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備（感應(yīng)器或視頻監(jiān)控）記錄牲畜的飲食信息（關(guān)鍵是飲水信息），根據(jù)牲畜的飲食狀況判斷牲畜是否發(fā)生疾病。疾病管理4.3自動(dòng)定位系統(tǒng)通過(guò)牛羊的脖頸上佩戴GPS定位防丟器防止在自由放牧?xí)r牲畜走失，造成經(jīng)濟(jì)損失。定位器定時(shí)采集信息上傳至智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。并可實(shí)現(xiàn)歷史軌跡查詢、電子圍欄等功能，當(dāng)牲畜超出預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)平臺(tái)將告警信息發(fā)送至相關(guān)責(zé)任人，用戶可在手機(jī)端隨時(shí)隨地掌握牛羊的即時(shí)位置情況。平臺(tái)截圖產(chǎn)品展示4.4發(fā)情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為奶牛的腿部佩戴發(fā)情檢測(cè)傳感器（計(jì)步器），采集的數(shù)據(jù)上傳到控制器，控制器將數(shù)據(jù)匯集到智慧畜牧物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。建立奶牛運(yùn)動(dòng)檔案，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)奶牛的運(yùn)動(dòng)量，當(dāng)奶牛連續(xù)出現(xiàn)較大運(yùn)動(dòng)量，說(shuō)明奶牛躁動(dòng)，在妊娠期，立即發(fā)送短信至相關(guān)負(fù)責(zé)人。降低奶?？諔烟鞌?shù)、提高奶牛妊娠率、可有效提高牧場(chǎng)效益、迅速擴(kuò)大牛群規(guī)模、節(jié)約凍精消耗，保證牧場(chǎng)效益。采用小型化設(shè)計(jì)、重量輕、靈敏度高、全封閉設(shè)計(jì)、防潮防水、可以長(zhǎng)期在戶外潮濕牧場(chǎng)環(huán)境工作。傳感器與采集器之間采用433數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，穿透性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)。在發(fā)情監(jiān)測(cè)精度高、對(duì)隱性發(fā)情效果明顯，可同時(shí)監(jiān)測(cè)奶牛舒適度。獨(dú)創(chuàng)的高低頻雙系統(tǒng)、超低功耗設(shè)計(jì)、提升監(jiān)測(cè)精度及壽命。傳感器電池待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，電池理論使用年限為8年，控制器的供電方式